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南汽工廠的NSE缸體生產線是目前國際上比較先進的發動機生產線，缸體的水套和油道的泄漏測試（簡稱“試漏”）采用的是行業內比較先進的質量流量法，試漏一次合格率曾經是一個長期困擾我們的難題，本文通過一個典型的質量攻關案例，詳細介紹如何解決該問題。
生產線介紹
NSE缸體線的機加工采用了三個加工中心組和兩條自動線的組合。共有17道加工工序，缸體的水套和油道的泄漏測試（OP60）安排在粗加工和精加工之間，此外，缸體在試漏前要進行清洗。試漏工序是由5個工位組成的（見圖1）。 
缸體試漏檢測
在這里，我們要普及兩個概念：一是泄漏測試。主要是指用一定的手段將試漏物質加到被檢測產品器壁的一側，用儀器或某一種方法檢測出試漏物質的泄漏量或者泄漏點（NSE缸體的泄漏量的工藝要求詳見表1）；二是一次合格率。我們把一次性通過檢測的合格品的比例稱為“一次合格率”。泄漏測試的結果容易受到一些外來因素的影響，造成誤判。
檢測流程
測試過程分為VEX-儲氣缸充氣階段 、工件充氣階段 、測量階段、排氣階段。具有測量精度高和測量速度快的特點。其測量原理主要有四個方面，分別如下（圖2）： 
1， VEX-儲氣缸充氣階段：這個階段打開Y1閥，按調壓器設定的壓力向VEX-儲氣缸充氣。
2， 工件充氣階段：這時關閉調壓器，Y1閥，打開Y2閥，將壓縮空氣從VEX-儲氣缸放到工件中，并達到壓力平衡。
3， 測量階段：關閉其它閥，只打開Y3閥，如果工件有泄漏，VEX中的壓縮空氣會經過傳感器補充到工件中，最終流向環境。質量流量傳感器就可以直接測出這個泄漏量。
4， 排氣階段：測量結束后，將工件中的氣體排出。
我們把缸體試漏一次合格率的目標值設定為98%。當前存在的現狀是：2011年7-9月份缸體生產線的試漏一次合格率一直不理想，分別為94.1%、95.2%、94.7%。其不良后果是：增加返工量，產生無效勞動，導致效率低下，浪費嚴重。我們對泄漏測試一次不合格的原因類別進行了排列統計，發現“合格件被誤判”的比例為91.21%，位居第一位。如果解決該問題，就可以大幅度提高缸體試漏一次合格率。
小組成員通過頭腦風暴法，針對試漏合格件被誤判的原因展開了討論，并制成如下魚刺圖（見圖3），共列出10條末端因素。 
針對上述末端因素，我們制定了要因確認計劃表（見表2），確認過程如下： 
◆末端因素一（封堵裝置狀態異常）的確認過程：我們對設備進行點動操作，通過控制電磁閥，分別檢查各個控制封堵裝置的氣缸是否運動到位。經過檢查，氣缸狀態良好，無異常情況。結論是非要因。
◆末端因素二（流量傳感器不準確）的確認過程：我們首先對流量傳感器進行了標定，標定結果合格。同時，使用標準件10次重復試漏，泄漏值數據重復性很好。結論是非要因。
◆末端因素三（密封件狀態不一致）的確認過程：我們經過檢查比對，現場密封件狀態確實存在不一致的情況，新舊密封件同時在使用，使得不同的缸體密封狀態不一。統一更換新密封件后，但合格率無明顯提高。結論是非要因。
◆末端因素四（操作不準確）的確認過程：OP60的設備操作人員均接受過專業培訓，熟悉工藝文件，具備操作資格。結論是非要因。
◆末端因素五（毛坯狀態不一致）的確認過程：我們對五個批次每批次30件工件，同一時間段集中上線加工，統計分析這150件工件的試驗結果，發現一次合格率無多大變化，毛坯一致性良好。結論是非要因。
◆末端因素六（定位孔位置度差）的確認過程：我們對缸體定位孔的位置度進行檢查，連續跟蹤15天的檢查記錄，統計分析確認位置度處于良好狀態。結論是非要因 。
◆末端因素七（測量時間不合理）的確認過程：我們正常測試工藝的測量時間為4秒，調整測量時間，針對同一臺缸體測試10次，我們發現測量時間變化，但泄漏值無明顯變化。結論是非要因。
◆末端因素八（工件自身不同表面溫差大）的確認過程：1）我們對10臺缸體的進行跟蹤，發現缸體自身不同表面（見圖4）之間存在溫差，其中最高溫度面為排氣面，最低溫度面為后端面，其兩者的溫差我們認為是缸體自身不同表面的最大溫差；2）在工件和環境的溫差保持不變的情況下，我們通過改變同一工件不同表面間的溫差來跟蹤工件泄漏值的變化。以水套泄漏值為例，我們從50次試驗得到的關系曲線（見圖5），并從中發現：在其它條件不變的情況下，各表面之間溫差越大，泄漏值越大。結論是要因。
◆末端因素九（工件與環境溫差大）的確認過程：我們對2011年11月16日之前的1000組數據進行分析，以水套泄漏值為例，得到如下關系圖（見圖6），我們發現工件與環境的溫差越大。最后的結論是要因。
◆末端因素十（溫度補償設置不合理）的確認過程：我們根據得出的溫差與泄漏值的關系，泄漏值隨工件與環境的溫差增大而增大。以油道泄漏值為例，我們通過線性分析優化溫度補償（見圖7），導致缸體試漏一次合格率顯著提升。結論是要因。 
我們最終確認，工件自身不同表面溫差大、工件溫度與環境溫差大、溫度補償設置不合理是導致缸體試漏合格件被誤判的三個主要原因。針對這些要因，我們通過研究制定了相應的對策表（見表3）。 
針對此的措施實施主要有兩個方面：
對策實施1：在清洗機后增加冷卻通道，延長工件冷卻的時間，充分降低工件各表面溫差，縮小與環境的溫差。具體步驟如下：
步驟a：根據實際情況確定冷卻方案在冷卻方式上具有以下兩種方案: 增加恒溫冷卻通道和增加鼓風冷卻通道。結合生產實際，由于季節的變化導致溫差較大，恒溫冷卻失去意義，選擇鼓風冷卻是為了使得工件的溫度與室溫盡可能接近（見圖8）。因此，我們選擇增加鼓風冷卻通道。
步驟b：布置通道。我們在清洗機出料口后增加了U形鼓風冷卻通道（見圖9）。
步驟c：落實區域管理。為了新增加的工藝冷卻通道便于管理，將其納入OP50的區域管理范圍。
對策實施2：優化溫度補償設置。對策一實施完畢后，我們統計分析了1000組測試數據（見圖10），尋找最新溫度補償曲線，并在JWFROEHLICH試漏機上對泄漏值進行溫度補償（見圖11）。 
在效果檢查環節，主要查看溫差情況及溫度補償情況。對策一實施后，工件與環境溫差、工件各表面溫差均顯著下降（見圖12），工件與環境溫差小于5℃，工件各表面溫差小于3℃。我們通過溫度補償，將溫差對泄漏值的影響調整到最低（見圖13），達到了優化目的。 
上述措施實施后，缸體試漏一次合格率的月度統計值均超過98%，達到了質量目標。
結束語
我們通過增加冷卻通道、優化溫度補償設置等措施，大幅度提高了缸體試漏一次合格率，降低了成本消耗，同時也提升了生產效率。
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